基于RS-232接口的檢測儀器程控軟件應用分析

韓強 李冰 劉耀先

（1.東莞出入境檢驗檢疫局 廣東東莞 523071 ；2.哈爾濱工業(yè)大學 黑龍江哈爾濱 150001）

1 引言

在工程測試中需要使用多臺儀器進行復雜重復性操作，手工測量大量數(shù)據(jù)需要相當大的人力和時間，很難滿足測量速度和精度上的要求。通過 RS-232接口能夠將一系列程控儀器與計算機組建成自動測試系統(tǒng)，這樣，計算機就可以對程控儀器進行自動控制，無需人工介入，減小了人為誤差，不僅使復雜的測試變得簡單輕松，還大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期和人力耗費，提高了生產(chǎn)效率。

2 硬件組成

本文以安捷倫公司34970A數(shù)據(jù)采集器配34901A采集模塊為例，采用9芯RS-232接口與計算機進行通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。

2.1 RS-232標準接口介紹

目前，RS-232是PC與通信工業(yè)中應用最廣泛的一種串行接口，RS代表推薦標準，232是標識號。RS-232采取不平衡傳輸方式，即單端通信。一個完整的RS-232接口有22根線，采用標準的25芯插頭座。除此之外，目前廣泛應用的還有一種9芯的RS-232接口。它們的外觀都是一個D形，對接的兩個接口又分為針式和孔式兩種。

RS-232標準中定義了邏輯1和邏輯0電壓級數(shù)，以及標準的傳輸速率和連接器類型。信號大小在正的和負的3～15 V之間。RS-232規(guī)定接近0的電平是無效的，邏輯1規(guī)定為負電平，有效負電平的信號狀態(tài)稱為傳號(Marking)，它的功能意義為OFF；邏輯0規(guī)定為正電平，有效正電平的信號狀態(tài)稱為空號(Spacing)，它的功能意義為ON。

在RS-232標準中規(guī)定的設備可以分為數(shù)據(jù)終端設備(DTE)和數(shù)據(jù)通信設備(DCE)兩類，這種分類定義了不同的線路用來發(fā)送和接收信號。一般來說，計算機和終端設備有DTE連接器，調(diào)制解調(diào)器和打印機有DCE連接器。

2.2 數(shù)據(jù)采集器

美國安捷倫公司 Aligent34970A數(shù)據(jù)采集器,配 34901A模塊。該采集器可配置成20～120通道,6位半分辨率,0.004%基本直流精度,250通道/秒掃描速率,50000個讀數(shù)儲存,可測量交直流電流、電阻、頻率、溫度和周期,以及由熱電偶和熱電阻提供的溫度，直流和交流電壓,內(nèi)置GPIB和RS-232接口。

2.2.1 設備與計算機的連接

將RS-232連接總線將計算機的COM接口和Agilent 34970A數(shù)據(jù)采集儀的RS-232口進行連接。

2.2.2 Agilent 34970A數(shù)據(jù)采集儀的通訊設置。

（1）打開電源開關按鈕，按“Shift”按鈕，再按“Interface”按鈕，再通過調(diào)節(jié)“選擇”旋鈕，直到顯示屏上出現(xiàn)RS-232方式。

（2）再按“Interface”按鈕（表示確定并繼續(xù)設置），再通過調(diào)節(jié)“選擇”旋扭，進行通訊參數(shù)設置：19200 BAUD；EVEN,7 BITS；RTS/CTS完成設置準備。

3 Aligent Connection Expert軟件設置

Aligent Connection Expert軟件包括在美國Aligent公司推出的Aligent I/O libraries Suit免費軟件中。安裝后在電腦桌面上形成Aligent IO Control圖標，單擊圖標即可運行軟件。

點擊圖1中Change properties按鈕（右下紅色圈處），即可彈出圖2對話框進行通訊數(shù)據(jù)設置（參數(shù)設置：波特率19200，奇偶校驗EVEN,數(shù)據(jù)位數(shù)7，流控制方法RTS/CTS,服務請求DSR,）。

通訊數(shù)據(jù)設置完成后，點擊OK鍵返回圖1對話框。點擊圖1中Add interface按鈕（右上紅色圈處）進行數(shù)據(jù)采集器檢測（圖3），連接數(shù)據(jù)采集器（圖4）。

4 通訊測試

點擊圖4中INTERACTIVE IO（紅色圈處）即可彈出圖5對話框進行通訊測試，完成連接。首先通過圖5對話框Connect目錄下的Connect功能配置連接方式，如圖5所示。將其改寫為ASRL3:INSTR。點擊OK后會自動連接儀器，并會顯示連接狀態(tài)是否正常。在正常連接的情況下發(fā)送*IDN?命令會返回儀器編號，如下所示：

-> *IDN?

<- HEWLETT-PACKARD,34970A,0,13-2-2?x0D?

在圖5中顯示的是連接Agilent 34970A數(shù)據(jù)采集儀后，在“Command”文本框中輸入“*IDN?”并按“Send &.Read”鍵后的情形。

根據(jù)儀器程控代碼，分別輸入到Command文本框內(nèi)，按“Send Command”(它只適應于只發(fā)送命令而不需要儀器返回信息的命令:例如*RST)、“Read Response”(它只適應于需要儀器返回信息的命令:例如READ?)“Send &.Read”(它適應于發(fā)送命令而需要儀器返回信息的命令:例如*IDN?) 鍵即可達到檢測儀器程控功能的目的。

如果你輸入的儀器程控代碼不正確或不符合SCPI(Standard Commands for Programmable Instruments)編程語言要求，“Stop”框的信息以紅色顯示，此時按“SYST:ERR?”鍵，錯誤代碼信息和解釋信息就會在界面下面顯示出來，這樣就能很快定位錯誤并得到排除，收到事半功倍的效果。

“Device Clear”鍵用來發(fā)送設備清除命令，主要實現(xiàn)4個功能:(1)用來停止進行中的測量；(2)儀器在收到設備清除命令時，儀器的狀態(tài)暫存器，出錯暫存器和所用的配置狀態(tài)都不會改變；(3)清除儀器內(nèi)的輸入和輸出緩沖器；(4)準備好接受新的命令字符?！癛ead STB”鍵相當于發(fā)送*STB? 命令，讀狀態(tài)字節(jié)查詢，用于讀取器件的狀態(tài)字節(jié)?！癈lear History”鍵清除在界面下面顯示信息?！癘ptions”鍵用于設置超時時間和SCPI 命令語法終止字符。

在這里應引起讀者注意的是按“Send &.Read”鍵時，“Command”文本框中有沒有儀器程控代碼，要根據(jù)被程控的儀器來定。例如Fluke 8840A等儀器，讀取測量數(shù)據(jù)時，不需要發(fā)儀器程控代碼，即“command”文本框中不應有任何宇符，否則就會顯示錯誤信息。

5 結束語

雖然目前大多數(shù)設備都具備采集參數(shù)的能力，但可靠性低，擴展性弱，且仍然需要人工逐個查看各設備參數(shù)或磁盤備份等。本文針對RS-232接口標準的特點，利用安捷倫Aligent Connection Expert軟件對檢測儀器的程控功能，對檢測儀器設備進行控制。實驗證明，該方法方便、快捷、簡單，很大程度上克服了傳統(tǒng)人工采集數(shù)據(jù)的實時性差、工作效率低、準確率不能保障等缺點，且本文中的數(shù)據(jù)采集流程適用于電流、電壓、溫濕度等數(shù)據(jù)的采集，擴充性良好。

[1] Agilent Technologies，Agilent IO Libraries Suite 15.0 Help [Z]

[2] Agilent Technologies, Agilent 34970A數(shù)據(jù)采集/開關單元用戶指南[M]

[3] 崔宏敏，黃戰(zhàn)武，何惠森．基于RS 232接口標準的SMT數(shù)據(jù)采集技術[J].《現(xiàn)代電子技術》2010年03期

[4] 王節(jié)旺．利用Agilent Connection Expert 軟件檢測儀器程控功能[J].《國外電子測量技術》 2008年第27卷第6期